稀土新材料產業的發展現狀及建議

閆慧忠

稀土新材料由于其獨特的戰略優勢，發展前景廣闊，市場潛力巨大。2005年以來，我國稀土在稀土新材料領域的消費量逐年遞增，成為稀土應用的主要領域。其根本原因在于風電、新能源汽車、節能照明等低碳經濟的迅速增長刺激了稀土新材料的發展。稀土新材料在內蒙古自治區具有較好的產業優勢和研發基礎，而稀土新材料產業技術水平在一定程度上能夠反映一個國家的科技水平。

一、稀土新材料的產業現狀

稀土新材料主要包括稀土永磁材料、稀土儲氫材料、稀土拋光粉、稀土發光材料、稀土催化材料、稀土磁致伸縮材料、稀土發熱材料、稀土熱障涂層材料、稀土超導材料等數十種。

（一）釹鐵硼永磁材料的產業現狀

釹鐵硼永磁材料已廣泛應用于永磁電機、計算機、通訊、醫療器械等領域，在風力發電機、混合動力汽車、家電等很多節能減排新興領域也顯示了巨大的發展潛力。

釹鐵硼永磁材料產業近年來快速發展。2000年，我國釹鐵硼永磁材料產量超過日本，成為世界上最大的釹鐵硼磁體生產國。2010年，我國稀土永磁材料產量為82600噸（實物），比2009年增長48.56%。

近年來，隨著釹鐵硼制造技術的持續研發、專有設備技術進步和國外先進設備的引進，我國的燒結釹鐵硼永磁產品檔次和質量顯著提高，已經形成N到TH7個系列43個牌號的產品。合金冶煉采用的速凝薄片和氫處理技術，使我國從最初只能生產N40以下的中低檔產品，發展到可生產N45－N50的高牌號產品。

內蒙古是我國稀土永磁材料開發和生產最早的地區之一，釹鐵硼永磁材料的研發一直處于國內的先進行列，以低氧工藝為代表的工藝技術已普遍為國內認可和采用，對我國高性能釹鐵硼永磁材料的發展做出了重要貢獻。近幾年，我區釹鐵硼永磁材料產業規模逐步擴大，企業數量達到10余家，產能達到3萬噸，2011年產量為7311噸，約為全國產量的10%。

(二)稀土儲氫材料的產業現狀

國內外稀土儲氫合金產品主要為稀土系LaNi5型，用于鎳氫電池的負極材料。2005年以來，中國稀土儲氫材料和鎳氫電池的產量超過日本，成為全球最大的生產國，儲氫合金產能和產量分別超過2萬噸和1.5萬噸。內蒙古稀土儲氫合金企業有5家，產能為1萬噸，約占2011年全國產量2343噸的13%。

國內外規模型儲氫合金企業的技術和工藝水平沒有明顯的差距。內蒙古稀奧科貯氫合金有限公司在成立時用250萬美元購買了美國OVONIC電池公司（OBC）獨家專利和技術，在國內中等規模鎳氫電池廠中具有廣泛的市場，產品質量穩定。

傳統LaNi5型儲氫合金的技術門檻低、產能過剩，市場競爭激烈，企業利潤低、回款慢，發展前景很不樂觀。因此，急需開發新型的稀土儲氫電極材料以適應市場的需求。

（三）稀土拋光粉的產業現狀

我國稀土拋光粉的生產已有50多年的歷史，生產工藝基本成熟。彩電與計算機顯示器制造行業、電子元件、眼鏡片及平板玻璃是稀土拋光粉的主要用戶。我區稀土拋光材料企業有11家，產能為2萬噸，約為2011年全國產量3437噸的25%。

包頭天驕清美稀土拋光粉公司目前在國內產銷量最大，企業直接引進日本清美化學株式會社的工藝和技術，產品已形成高、中、低檔系列。中國所用的高端拋光粉大多從日本進口，部分由包頭天驕清美提供。

由于包頭天驕清美、包頭羅地亞等一些具有先進技術和裝備的生產企業座落在包頭，因此，包頭稀土拋光粉產業位于國內先進行列，與國際水平相當。

（四）稀土發光材料的產業現狀

我國稀土發光材料生產自上世紀八十年代起步以來，獲得了迅速發展。目前已形成四大主流產品：燈用三基色熒光粉、信息顯示用熒光粉、稀土金屬鹵化物和長余輝熒光粉。其中，燈用稀土熒光燈粉用量最大，消耗稀土最多，對節能和環保的貢獻也最為突出。2007年我國節能燈用稀土三基色熒光粉產量6400噸，稀土節能熒光燈年產量達到36億支,均躍居世界第一位。2010年全國稀土發光材料產量達到9398噸。

我區只有位于包頭市的內蒙古天彩稀土發光材料有限責任公司應用中科院長春應化所的技術生產稀土發光材料，其主要產品有PDP熒光粉、稀土長余輝熒光粉以及由長余輝熒光粉所生產的一些初級產品，如夜光相紙、夜光工藝品、夜光膜等。2008年，稀土長余輝熒光粉產量為26噸。

2012年，由包頭鋼鐵（集團）控股，與江蘇天彩科技材料有限公司聯合組建包鋼靖江天彩科技材料有限公司，共同打造世界最大的稀土發光材料生產基地，一期工程投產后將實現年產1500噸稀土發光材料的規模，產值預計將超15億元，三期工程全部竣工投產預計產銷可達百億元。

發白光的發光二極管（LED）成為第四代照明光源——半導體照明。上世紀90年代中期，日本日亞化學公司開發出熒光材料覆蓋藍光LED產生的白光光源。其中所用的稀土石榴石熒光體YAG在國內外已產業化。我國的YAG熒光粉產品供應全國多家白光LED器件生產廠家，并遠銷美國、韓國和中國臺灣等地，制作的白光LED達到了國際先進水平。

（五）稀土催化材料的產業現狀

2006年稀土催化材料的應用約占世界稀土總消費量的20%，成為稀土的最大應用市場。北美是石油裂化和汽車催化劑的最大市場。我國2006年稀土催化劑的生產能力已經超過10 萬噸，稀土在石油化工和汽車尾氣催化凈化領域的消費總量達到9300噸（REO）。

世界汽車尾氣催化劑主要由四家公司——英國的Johnson Matthey 公司、美國的Engelhard 公司和Allied Signal 公司以及德國的Degussa 公司壟斷，四大公司已全部在上海建廠，其產品進入了中國的新車配套市場，并占有了相當的市場份額。

我國稀土催化裂化催化劑生產企業有幾十家，其中蘭州煉化總廠催化劑廠、湖南巴陵石化公司催化劑廠和齊魯石化公司催化劑廠是三大催化劑生產廠。

稀土催化劑還可以應用于天然氣及化石燃料的高效減排燃燒、固定源有毒有害氣體污染物控制和治理、精細化學品催化合成、固體燃料電池等領域。

二、我區稀土新材料生產中存在的問題

我區稀土永磁材料、稀土儲氫合金、稀土拋光粉的產業規模在國內外占有一席之地，稀土發光材料、稀土催化材料的產業處于起步階段。稀土新材料的總體技術及研發水平較低，尤其是缺乏具有自主知識產權的新產品，在市場競爭中往往處于劣勢。

稀土新材料產業雖然具有原料產地優勢和較早的開發和技術優勢，但在發展意識、技術開發、企業管理、銷售等方面還落后于國內外先進水平，主要在于技術與企業結合較差、產品應用開發滯后、政策扶持及資金投入不夠。

我區生產的燒結釹鐵硼磁體以毛坯產品為主，終端應用的磁部件較少，在加工技術、防腐鍍層技術和裝備方面較為落后。國內汽車電機和風力發電機用的釹鐵硼磁體的磁性能均一性、高穩定性還有待提高。釹鐵硼輻射多極磁環在產品高度、磁性能均勻性以及小尺寸磁環磁性能等方面，與日本相比還有較大的差距。

我區儲氫合金的產品品種較少，企業自主研發能力較弱，缺乏原創性的產品。近年來，日本主要開發生產混合電動汽車（HEV）用鎳氫動力電池的功率型LaNi5儲氫合金，隨著HEV的大量上市得到了長足的發展。2006年，日本生產出低自放電鎳氫電池用La-Mg-Ni系A2B7型儲氫合金粉，年產量在6000-7000噸左右。而我區的相關產品還處于產業化研發階段。

我區生產的稀土拋光粉比重較大的是中低檔次產品，而國外生產的稀土拋光粉以中高檔產品為主，甚至從我國購買中低檔產品再加工成高檔次拋光粉。我國在化學-機械拋光方面處于研發階段。

我國燈用稀土發光材料已向多品種、多規格、多方位、深層次、全系列方向發展。現階段，我國燈用稀土三基色熒光粉所用的工藝、設備落后于國外一些先進企業。我區稀土發光材料產業，存在著品種單一、產量較小的弱勢。

我區在稀土催化劑應用領域幾乎是空白，只在稀土鈰鋯固溶體的制備、稀土在化石燃料的催化燃燒及工業廢氣的催化凈化、稀土在固體燃料電池中的應用等領域有實驗室的研究工作。

三、今后的發展方向與重點

我區稀土新材料產業未來的發展應注重以下問題：

（一）稀土新材料總體發展方向與重點

在政策方面，為企業創造良好的發展環境，拓展稀土新材料產業的市場；加強科技投入和科技開發，引導稀土新材料進入節能減排、醫療設備等新興應用市場；加強產學研相結合及人才的引進和培養，加快新技術的研發進程，加速成果的產業化。

（二）釹鐵硼永磁材料發展方向與重點

研究開發終端應用的燒結釹鐵硼磁部件，應注重改進加工設備技術，開發防腐鍍層技術和裝備，針對性地研究開發盡可能高的磁能積下的高矯頑力、高熱穩定性的釹鐵硼磁體。解決釹鐵硼輻射多極磁環在高磁性能、磁性能均勻性以及小尺寸磁環等方面存在的問題。

（二）稀土儲氫材料的發展方向與重點

同時，要盡快實現電動汽車動力鎳氫電池的功率型稀土系儲氫負極合金的產業化，加快開發新型稀土系儲氫材料，如La-Mg-Ni系、La-Fe-B系儲氫合金的進度，搶占市場先機。

（三）稀土拋光粉的發展方向與重點

稀土拋光粉產業在穩定中低端市場的前提下，充分發揮包頭市資源的優勢，加速高性能拋光粉的研制及產業化，擴大高端產品的產能。在化學-機械拋光方面，盡管消費量較少，但需求增長率很高，應盡早開展研發和產業化工作。

（四）稀土發光材料的發展方向與重點

我區要擴大稀土發光材料產業鏈，就必須與有實力、技術含量高的稀土發光材料企業合作。就稀土發光材料原料而言，包頭市稀土企業可提供制備燈用三基色綠粉的鑭、鈰和鋱；制備三基色紅粉和藍粉的原料氧化銪可以滿足需求。為使白光LED固體照明光源實用化與產業化，還需要探索更多的新型稀土發光材料。

（五）稀土催化材料的發展方向與重點

今后在催化材料領域重點技術發展方向：圍繞國家對清潔能源生產、環境治理等的重大需求，研究以功能性（如高性能的儲氧材料、高熱穩定的稀土復合氧化物等）為導向的稀土催化劑，設計與制備高性能的稀土催化材料及其應用器件。

此外，在稀土新材料研究與開發平臺的建設中，要注重材料性能評價和應用技術開發評價工作，注重材料的中試工程化實驗工作，為稀土新材料的產業化及推廣應用提供科學可靠的設計依據。

（作者系包土稀土研究院科研部部長、博士、教授）